4.6. Хтк қолданылу салалары

Көлік құралдары(стартерлік және көмекші батареялар).

Іштен жанатын қозғалтқышы бар барлық көлік құралдарында қозғалтқыштарды қосу үшін және борттық құрылғыларды қоректендіру үшін аккумуляторлық батареялар қолданылады. Қозғалтқыштары карбюраторлы болатын автомобильдерде батарея үш қызмет атқарады: қозғалтқышты қосу үшін стартерді қоректендіру, тұтандыру жүйесін қосу кезінде генератор жұмыс істемей тұрған кезде қоректендіру, қозғлатқыш жұмыс істемеген кезде қосымша құрылғыларды қоректендіру. Ұшақтардағы аккумулаторлық батареялар сонымен қатар апаттық режимді, яғни генератор істен шыққан кезде маңызды борттық аппаратураны қамтамасыз етуі керек.

Стартерлік батареялар буферлік режимде жұмыс істейді. Қозғалтқыштарды қосқан кезде олар үлкен токтармен разрядталады. Стартерлік режимде жұмыс аз уақытта болады (автомобильдерде 20 сек артық емес, ұшақтарда 60 сек артық болмайды). Сондықтан қалыпты шарттарда стартерлік батареялар терең емес разрядталады. Бір реттік қосу кезінде сыйымдылықтың 3 - 10% бөлігі жұмсалады, одан кейін бірден зарядталу басталады. Батареялар бір уақытта жеткілікті мөлшерде энергия қорына ие болуы керек (апаттық жағдайда жұмыстарды жарықтандыру үшін және т.б.).

Стартерлік батареялар ретінде негізінен қорғасыннан және сирек жағдайда никель-кадмий және күміс-цинкті аккумуляторлар қолданылады (соңғылары тек авиацияда ғана қолданылады).

Автомобильдік стартерлік батареялардың номинал жұмыс кернеуі 12 В және сыйымдылығы 40 – 200 А сағ болады. Авиациялық батареялар номинал кернеуі 24 В болып есептелген.

Көліктік энергетикада қосу арналған емес тек қана қосымша қажеттіліктерді қамтамасыз етуге арналған ХТК маңызды орын алады. Бұл қатарға теміржол, теңіз және басқа көлік құралдарына арналған осыған ұқсас батареялар, сонымен қатар кондиционерлерді, жергілікті радиостанцияларды, дабыл құралдарын және генераторлар жұмыс істемеген кезде аялдамалардағы құралдарды қоректендіруге арналған батареялар жатқызылады.

Бұндай батареялар қорғасын және никель-темір аккумуляторлардан құралады. Көмекші батареялар қатал жағдайларда: температураның кең диапазонында (-50 - +50°С аралығында), ылғалдылық жоғары болған кезде, механикалық жүктемелер көп болған кезде эксплуатацияланады. Темір жолға арналған батареялардың сыйымдылықтары 70...500 А-сағ құрайды.

Электрлік көлік құралдары (тарту (тяговые) батареялары). Бірқатар жағдайларда көлік құралдарының іштен жану қозғалтқыштары болмайды. Бұл жағдайларда тарту электрқозғалтқыштары немесе арнайы тарту батареяларын қолданады. Тарту батареялары ауысу режимінде жұмыс істейді және жүктеменің кең аралығында терең разрядқа есептелінген. Оларға қызмет ету мерзімінің ұзақ болуы және қорының көп болуы сияқты талаптар қойылады. Әдетте олар жөндеу жұмысын жүргізуге жарамды болады.

Тарту қорек көздері ретінде көбінесе қорғасын және никель-темір аккумулторлары қолданылады. Олардың 40 – 1200 А-сағ сыйымдылыққа ие болады, ал су асты кемелері үшін сыйымдылығы бірнеше мың ампер-сағатболады.

Тарту батареялары сонымен қатар электрмобильдерде қолданысқа ие болады. Бұндай батареялар жылдам зарядтала алады. Қазіргі кезде үнемділігі жоғары, іштен жану қозғалтқышы және тарту батареясы бар электрқозғалтқыштары құрамында болатын автомобильдер жасалуда және эксплуатациялануда.

Тұрақты қондырғылар (тұрақты батареялар). Тұрақты батареялардың эксплуатация шарттары көліктікке қарағанда төмендеу болады. Олар үнемі қалыпты жағдайда болады, сондықтан оларды мұқият герметикалануын қадағаламауға болады. Дірілдің және басқа механикалық жүктемелердің болмауы батареялардың, аккумуляторлардың және электродтардың конструкциясына талаптарды оңайландырады. Тұрақты аппаратура көбінесе ғимараттарда және қолайлы температуралық режимде орналастырылады. Алайда бірқатар қолданылу саласларында, мысалы алыста орналасқан автоматты метеостанцияларда тұрақты қондырғылар қатаң ауа климаттық жағдайларда -50 - +50°С температурада жұмыс істейді. Тұрақты батареялар көбінесе үлкен, жүздеген және мыңдаған ампер-сағат сыйымдылыққа ие болады. Масса габаритті көрсеткіштері әдетте маңызды болып табылмайды, себебі ток көздері үшін жоғары меншікті сипаттамалар талап етілмейді.

Аз токпен ұзақ разрядталуға арналған тұрақты батареялар көбінесе бірінші ретті, мысалы сілтілік элементтерден тұрады. Бұндай батареялар теміржол көліктерінде дабыл құралдарын қоректендіру үшін, ату шаруашылығында және т.б. қолданылады. Автономды және алыстағы метостанцияларға, релелік станцияларға және т.б. қызмет көрсетусіз ұзақ уақыт жұмыс істеу тән. Бірқатар телефон станцияларында аккумуляторлы батареялар тұрақты ток көзі ретінде қолданылады. Сыйымдылығы үлкен буферлік режимде жұмыс істейтін қорғасыннан жасалған тұрақты аккумуляторлар электрстанцияларында көмекші жабдықты қоректендіру үшін қолданылады. Электржелісінің жұмысында бөгелістер болған кезде маңызды агрегаттардың және құрылғылардың жұмысын жарықтандыруды қамтамасыз ететін апаттық аккумуляторлық қондырғылар кеңінен қолданылады. Бұндай ток көздері үнемі жұмысқа дайын тұрады және бірнеше сағат бойы жұмыс істеуге есептелінген. Апаттық қондырғылар ауруханаларда (операциялық және реанимациялық бөлімшелерде үздіксіз жұмыс істеу үшін), азаматтық қорғаныстың қорғау құралдарында, маңызды өнеркәсіп нысандарында есептеу орталықтарында монтаждалады. Токтың апаттық көздері қарапайым жағдайларда сирек разрядталады: өздігінен разрядщталуды өтеу үшін олар үнемі немесе периодтя түрде зарядталынады.

Тасымалданатын және тұрмыстық құралдар. Токтың жеке көздері бойынша да және оның номенклатурасы бойынша да ХТК кең салаларда қолданысқа ие болады. Тасымалданатын және тұрмыстық құралдарда сыйымдылықтары аз және орташа 0,01 – 100 А-сағ аккумуляторлар және батареялар қолданылады.

ХТК жұмыс істейтін құралдардың номенклатурасына әр түрлі радиотехникалық және телевизиялық құрылғылар (транзисторлық радиоқабылдағыштар, магнитофондар, теледидарлар, ұялы байланыс құралдары), тұрмыстық және әскери қолданысқа арналған, тасымалданатын шамдар, кино- және фото-аппаратуралар, кішігірім құрылғылар (электронды сағаттар, есту аппараттары, калькуляторлар), ойыншықтар, тұрмыстық техникалар, әр түрлі құралдар (тестерлер, дозиметрлік бақылау құралдары және т.с.с.), әр түрлі медициналық құрылғылар (физиотерапевттік процедураларға арналған тасымалданатын құралдар, электрокардиостимуляторлар және басқалары) жатқызылады.

ХТК қоректенетін құралдар көп болғандықтан, олардың эксплуатациялау шарттары да әр түрлі болады. Осылайша мысалы, қалта шамдарына арналған батареялар температураның кең интервалында жұмыс істейді. Ал электрокардиостимуляторлардың батареялары изотермиялық жағдайларда жұмыс істейді. Әскери техникада және медицинада қолданылатын ХТК жоғары сенімділікке ие болуы керек, ал электрфиксирленген ойыншықтарда ол талап етілмейді. Көп жағдайда ХТК маңызды сипаттамасы оның құны болады және оны азайту үшін кейде оның кейбір электрлік сипаттамалары нашарлайды. Кейбір жағдайларда жұмыс кернеуінің тұрақтылығы, меншікті энергия, жұмыс температурасының немесе қызмет ету мерзімінің интервалы сияқты қандай да бір сипаттама маңызды болып табылады.

Көп жағдайда тасымалданатын және тұрмыстық құралдарда ХТК электролиті ағып кетпейтін болуы керек және кез келген жағдайда тасымалдануы және эксплуатациялануы керек.

Бұл салада құрғақ көмір-цинкті және сілтілік бірінші ретті элементтер және батареялар, сонымен қатар никель-кадмий және никель-металгидридті аккумуляторлар кең қолданысқа ие болды.

ХТК арнайы қолданылу салалары. Бұл әскери және ғарыш, сонымен қатар кейбір ғылыми жабдықтар болып табылады. ХТК қолданатын арнайы нысандарға мысал ретінде Жер серіктерін және ғарыш кемелерін, зымырандарды, батискафтарды және тағы да басқа су асты аппараттарын, электроторпедаларды, метеорологиялық шар-зондтарды келтіруге болады.

Осындай нысандарға арналған ХТК екі топқа бөлуге болады: қысқа уақытта үлкен жүктемеге есептелген қорек көздері, ұзақ уақытқа кіші токпен разрядталуға арналған қорек көздері.

Ғарыш нысандарында жартылайөткізгіш күн батареяларынан және буйерлік режимде жұмыс істейтін аккумуляторлық батареялардан тұратын энергожүйелер кеңінен қолданылады. Жасанды Жер серіктеріндегі аккумуляторлық батареялар Жер серігі Жердің көлеңкесінде қалған кезде, сонымен қатар жүктеменің мәні күн батареяларының мүмкіндіктерінен асып кеткен кезде аппаратураның энергиямен жабдықталуын қамтамасыз етеді. Басқа уақытта аккумуляторларкүн батареяларынан зарядталады. Бұндай аккумуляторлық батареялардың қарапайым жұмыс режимі: 20 – 40 минут разряд; 50 – 70 минут заряд, яғни бір тәулікте шамамен 16 заряд-разряд айналымы (толық емес).

Бұндай ХТК басқа арнайы техниканың жабдықтарына сияқты меншік сипаттамлары бойынша және сенімділігі бойынша қатаң талаптар қойылады. Олардың сақтау мерзімі ұзақ болуы керек. Көбінесе оларды бұйымдарда сақтаған кезде олар үнемі разряқа дайын тұруы керек. Сондықтан арнайы техниканың көптеген мәселелері резервті ХТК көмегімен шешіледі. Арнайы қолданысқа арналған нысандар климаттық жағдайдың кең диапазонында: арктикалықтан тропикалыққа дейінгі аралықта, сонымен қатар жоғары механикалық жүктемелерде эксплуатацияланады. Бұл кезде экономикалық фактор осындай қорек көздерін таңдау барысында әдетте анықтаушы болып табылмайды.